Очередной обзор принципов построения и рыночного позиционирования современных дисковых массивов посвящен системам старшего класса – high-end.

От монолитности к модульности

Очевидно, что системы хранения класса high-end должны обеспечивать максимальные показатели производительности, масштабируемости и доступности данных, а также поддержку серверов с разными ОС, что позволяет применять их для обслуживания критических для бизнеса приложений и консолидации хранения в корпоративном дата-центре. Первой такой системой стал выпущенный в начале 1990-х дисковый массив EMC Symmetrix, первоначально создававшийся для работы с мэйнфреймами, но в последующих поколениях поддерживающий серверы с открытой архитектурой. В EMC Symmetrix помимо различных функций защиты от локальных сбоев массива (например, механизм RAID и зеркалирование дисков) была реализована технология SRDF для репликации данных между массивами на разных площадках, что обеспечивает доступность данных даже при крупной аварии в основном дата-центре и позволяет построить катастрофоустойчивую конфигурацию серверов и систем хранения. Это положило начало созданию распределенных СХД.

Отличительные характеристики систем high-end – высокая масштабируемость дискового массива (некоторые модели текущих поколений поддерживают более 2 тыс. накопителей), максимальная производительность ввода-вывода за счет внутреннего сверхскоростного коммутатора или матрицы, использование нескольких десятков контроллеров и дублирование основных компонентов (это обеспечивает отсутствие «точки единичного отказа», т.е. гарантируется, что система продолжит работу в случае отказа одного компонента), поддержка широкого спектра серверных платформ, включая мэйнфреймы и другие «закрытые» архитектуры (например, IBM AS/400, HP AlphaServer и HP NonStop), и большое число портов для подключения серверов.

В СХД старшего класса в качестве основных накопителей применяются самые надежные и быстрые диски класса Enterprise (сначала это были винчестеры SCSI, затем их сменили диски Fibre Channel (FC), а теперь их постепенно вытесняют винчестеры SAS и твердотельные накопители SSD). С середины прошлого десятилетия системы high-end стали поддерживать и относительно дешевые SATA-диски большой емкости. Наиболее известные модели high-end с основными характеристиками приведены в таблице.

Основные характеристики дисковых массивов класса high-end

МодельМаксимальное число дисковМаксимальная емкостьИнтерфейсы SANПорты Front-EndКонтроллеры массиваОбъем кэшаRAIDТипы дисков
EMC Symmetrix VMAX24002,06 ПбайтFC, FICON, GbE, 10GbE, 10 Gb/s FCoE, iSCSIДо 128До 16До 1 Тбайт5, 6FC, SATA, SSD
EMC Symmetrix VMAXe9601,3 ПбайтFC, GbE, 1GbE, 10GbE, 10 Gb/s FCoE, iSCSIДо 64До 8До 384 Гбайт5, 6FC, SATA, SSD
EMC Symmetrix VMAX SE360303 ТбайтFC, FICON, GbE, 10GbE, iSCSI, FCoEДо 16До 2До 128 Гбайт5, 6FC, SATA, SSD
Fujitsu Eternus DX840016–10202008 Тбайт (физическая)FC, iSCSIДо 642/48–256 Гбайт0, 1, 1+0, 5, 6 FC, SATA, SSD
Fujitsu Eternus DX870064–27605456 Тбайт (физическая)FC, iSCSIДо 1282/4/6/832–512 Гбайт0, 1, 1+0, 5, 6 FC, SATA, SSD
Hitachi VSPДо 2048 (2,5-дюйм) До 1280 (3,5-дюйм)2521 Тбайт (физическая)FC, FCoE, FICONДо 192н.д.32 Гбайт – 1 Тбайт1+0, 5, 6SAS, SATA, SSD
HP P95004 - 20442 Пбайт (физическая) 1,76 Пбайт (полезная)FC, FCoE, FICONДо 160н.д.До 1 Тбайт1, 5, 6SAS, SSD
HP P10000 3PAR V40016–960800 ТбайтFCДо 192До 4Кэш команд 64–256 Гбайт, кэш данных 128–512 Гбайт0, 1, 5, 6FC, SATA, SSD (только 3.5”)
HP P10000 3PAR V80016–19201,6 ПбайтFCДо 96До 8Кэш команд 64–256 Гбайт, кэш данных 128–512 Гбайт0, 1, 5, 6FC, SATA, SSD (только 3.5”)
IBM DS87008–10242048 Тбайт (физическая)FC, FICONДо 128н.д.32–384 Гбайт10, 5, 6н/д
IBM DS88008–1056634 Тбайт (физическая)FC, FICONДо 128н.д.16–384 Гбайт10, 5, 6н/д
IBM XIV Gen372–180До 161 ТбайтFC, iSCSIДо 24До 15360 Гбайт-SAS
NetApp FAS6200До 1440До 4320 Тбайт (физическая)FC, FCoE, iSCSIДо 322До 192 Гбайт1, 4, 6SAS, SATA, SSD

Успехи первого поколения EMC Symmetrix заставили и других вендоров выпустить системы хранения класса high-end, и в 1999 г. на рынок вышли IBM Shark (нынешний IBM DS8000) и Hitachi Lightning, который HP по OEM-соглашению с Hitachi поставляла как XP (сейчас текущее поколение дисковых массивов Hitachi называется VSP, а его OEM-версия – HP P95000).

Все три перечисленные выше семейства high-end-СХД имели монолитную архитектуру – они состояли из одного или нескольких специальных шкафов, внутри которых устанавливались контроллеры массива и дисковые полки. Основное применение классических массивов уровня high-end – это системы хранения для катастрофоустойчивого комплекса мэйнфреймов или Unix-серверов старшего класса, на которых развернуто критически важное для бизнеса компании приложение (например, ERP-система крупного предприятия, АБС банка или биллинговая система сотового оператора), так что даже относительно короткий простой его может привести к весьма ощутимым убыткам.

Стоимость high-end-систем даже в минимальной конфигурации (из одного шкафа с несколькими десятками дисков) составляет несколько сотен тысяч долларов, а цена максимальной конфигурации может приближаться к 10 млн долл. Разумеется, такие цены ограничивали круг потенциальных покупателей подобных систем крупными заказчиками, для бизнеса которых жизненно важно обеспечить круглосуточную работу основных ИТ-систем.

В последнее десятилетие в СХД высшего уровня постоянно совершенствуются возможности виртуализации. В 2004 г. компания Hitachi реализовала в своих системах USP (предшественниках современных моделей VSP) возможность подключения к массиву внешних дисков, которые с помощью виртуализации объединяются в логические тома массива. Эта функция продвигалась как возможность расширить (причем за относительно небольшие деньги) дисковое пространство массива и, используя внешние диски для хранения второстепенных данных, с помощью одного массива реализовать многоуровневое хранение, а также продлить жизненный цикл устаревших дисковых массивов. Тем не менее, на практике виртуализацию внешних дисков чаще всего применяют для миграции данных со старого массива на новый при обновлении платформы СХД, а для многоуровневого хранения более эффективным оказалась установка внутри массива SATA-дисков. Примерно с 2007 г. производители high-end-систем с помощью виртуализации внедряют функцию динамического выделения дискового пространства массива (thin provisioning), благодаря которой приложениям можно «с запасом» выделять емкость из логического тома и постепенно, по мере исчерпания емкости, добавлять в него физические диски. Последняя новинка виртуализации хранения – это автоматическое перемещение данных между уровнями хранения, которое в последнем поколении EMC Symmetrix VMAX выполняется с помощью технологии FAST.

Особенностью этой системы хранения EMC является модульная конфигурация и использование в аппаратной платформе стандартных компонентов, включая серверные процессоры Intel Xeon и диски SATA. Hitachi также применила модульность в системе VSP (и соответственно HP P9500), которая вышла год спустя после VMAX. Хотя в основе этого массива японской корпорации по-прежнему лежит специализированный коммутатор на базе ASIC, она первой из производителей систем high-end полностью отказалась от использования дисков и межсоединений на базе интерфейса Fibre Channel, заменив его на интерфейс SAS, а также стала поддерживать в массиве VSP 2,5-дюйм накопители. Поскольку диски SAS существенно дешевле накопителей FC, их применение снизило стоимость массива, а интерфейс SAS значительно упростил интеграцию в массив дисков большой емкости с SATA-интерфейсом. Кроме того, EMC выпустила рассчитанные на средний бизнес и филиалы крупных корпораций специальные конфигурации Symmetrix VMAXe и VMAX SE, в которых снижена верхняя планка масштабирования емкости и отсутствует поддержка мэйнфреймов. Другие вендоры пока не последовали этому примеру, но, думается, что тенденция будет подхвачена, тем более что у предшественника Hitachi VSP была аналогичная «сокращенная» версия USP VM.

Список интерфейсов для подключения к сетям хранения, поддерживаемых большинством современных систем high-end, сегодня включает перспективный Fibre Channel over Ethernet (FCoE), который, как надеются многие производители СХД, в ближайшие годы позволит крупным предприятиям объединить сети хранения и передачи данных в единую сетевую инфраструктуру (т. е. построить конвергентную сеть) и постепенно вытеснит классический Fibre Channel.

Новые задачи и новые игроки

За последние два года список игроков на рынке СХД класса high-end расширился. Корпорация Fujitsu Technology Solutions (предшественница которой Fujitsu Siemens была реселлером EMC) вывела на европейский рынок свои собственные дисковые массивы Eternus, в том числе high-end модели Eternus DX8000. Однако, хотя представители Fujitsu сообщали об успешном начале продаж моделей Eternus DX начального уровня, в открытых источниках пока не было никакой информации о выполненных в России проектах, где бы использовались старшие модели этой серии.

Список продвигаемых high-end-систем расширился и за счет трех чисто модульных дисковых массивов NetApp FAS6200, HP 3PAR P10000 и IBM XIV. Хотя эти системы не соответствуют некоторым критериям, которым должны отвечать классические high-end СХД (например, к ним нельзя подключать мэйнфреймы, а в IBM XIV до недавнего времени использовались только диски SATA), тем не менее по возможностям масштабирования емкости они сравнимы с СХД старшего класса (за исключением той же системы XIV, которая не поддерживает более 180 накопителей). Стоит отметить, что и IBM и HP продвигают упомянутые модульные массивы, относительно недавно появившиеся в их продуктовом портфеле в результате поглощений соответственно фирм XIV и 3PAR, как флагманские модели своих линеек СХД.

Дело в том, что в системах HP 3PAR P10000 и IBM XIV, как и в NetApp FAS6200, изначально были заложены мощные функции виртуализации дискового пространства, которые особенно актуальны в связи с массовым внедрением серверной виртуализации и облачных технологий. Массовое внедрение серверной виртуализации требует максимальной динамичности выделения емкости при развертывании новых виртуальных машин и его быстрого освобождения после удаления виртуальной машины.

Если учитывать прогнозы аналитиков, обещающих бурное развитие облачных вычислений в ближайшие годы, то становится понятно, почему HP и IBM изменили свои приоритеты в секторе high-end. Например, HP пока не отказывается от продолжения развития P9000 (XP), но ориентирует эту систему в основном на заказчиков, которые уже используют предыдущие поколения этих дисковых массивов, и в новой номенклатуре дисковых массивов HP бывшая XP теперь идет после 3PAR P10000. В свою очередь компания IBM ограничила позиционирование DS8000 заказчиками, применяющими ее мэйнфреймы System Z.

Сектор high-end – самая консервативная часть рынка СХД, но и в нем, как мы видим, за последние два года появились новые массивы и игроки. Учитывая активные усилия Dell по завоеванию рынка СХД, можно предположить, что этот вендор попытается добавить в свою линейку дисковых массивов и систему старшего класса, например, расширив масштабируемость и функциональность модульных массивов Compellent до уровня систем high-end.

Подробнее см. статью «Флагманские дисковые массивы осваивают модульную архитектуру», «Бестселлеры IT-рынка», №3’2011 г.

Ресурс BYTEmag.ru имеет эксклюзивное право на перепечатку данного материала. Републикация на других Интернет-ресурсах не разрешается.


NetApp – унифицированные системы для хранения данных
Илья Беликов, менеджер по развитию бизнеса NetApp компании Netwell

По мере укрупнения бизнеса все острее становятся задачи консолидации разрозненных систем в единый центр. Главная проблема при консолидации – неоднородность сред и приложений. Разные приложения, работающие на одном предприятии, могут требовать разных способов подключения к массивам данных, расположенным на системах хранения....
Читать далее